Descubren una nueva Ley de la Naturaleza

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Las leyes macroscópicas de la naturaleza describen y explican los fenómenos que se experimentan diariamente en el mundo natural: el movimiento, la gravedad, el electromagnetismo y la energía, por ejemplo, fueron descritas hace más de 150 años.

En el caso de la biología, Darwin fue quien describió las fuerzas que experimentamos en el camino de la evolución. Y hasta ahora eso nos bastaba para explicar lo que ocurría a nuestro alrededor. Pero un nuevo estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences con el título On the roles of function and selection in evolving systems (Sobre los roles de la función y la selección en los sistemas en evolución) propone “una ley faltante de la naturaleza”, reconociendo por primera vez una norma importante dentro del funcionamiento del mundo natural.

“Sostenemos que la teoría darwiniana es sólo un caso muy especial y muy importante dentro de un fenómeno natural mucho más amplio – explica Robert M. Hazen, del Instituto Carnegie de la Ciencia y autor principal del estudio -. La noción de que la selección de funciones impulsa la evolución se aplica igualmente a estrellas, átomos, minerales y muchas otras situaciones conceptualmente equivalentes donde muchas configuraciones están sujetas a presión selectiva”.

Los autores señalan que la historia evolutiva de la vida es rica en novedades: la fotosíntesis evolucionó cuando las células individuales aprendieron a aprovechar la energía luminosa, la vida multicelular evolucionó cuando las células aprendieron a cooperar y las especies evolucionaron gracias a nuevos comportamientos ventajosos como nadar, caminar, volar y pensar.

Pero ese mismo tipo de evolución ocurre en el reino mineral. Los primeros minerales representan disposiciones de átomos particularmente estables y ello a su vez proporcionó las bases para las siguientes generaciones de minerales, que participaron en los orígenes de la vida. La evolución de la vida y los minerales están entrelazados, ya que la vida utiliza minerales para las conchas de los moluscos, los dientes o los huesos.

De hecho, los minerales de la Tierra, que comenzaron con unos 20 en los albores de nuestro Sistema Solar y ahora suman casi 6.000 conocidos gracias a procesos físicos, químicos y, en última instancia, biológicos cada vez más complejos a lo largo de 4.500 millones de años.

En el caso de las estrellas, vemos una evolución similar. Inicialmente solo había dos elementos principales (hidrógeno y helio) que formaron las primeras estrellas poco después del Big Bang. Esas primeras estrellas utilizaron hidrógeno y helio para producir unos 20 elementos químicos más pesados. Y la próxima generación de estrellas se basó en esa diversidad para producir casi 100 elementos más.

El estudio señala que en la Naturaleza o el Universo ocurren al menos tres tipos de funciones. La más básica es la estabilidad: se seleccionan disposiciones estables de átomos o moléculas para que continúen la misma función, para que sean estables. Otra es aquella que selecciona sistemas para que puedan producir energía. La tercera y más interesante función es la “novedad”: la tendencia de los sistemas en evolución a explorar nuevas configuraciones que a veces conducen a comportamientos o características sorprendentes.

En esencia, la nueva ley establece que los sistemas naturales complejos evolucionan hacia estados de mayor patrón, diversidad y complejidad. En otras palabras, la evolución no se limita a la vida en la Tierra, también ocurre en otros sistemas enormemente complejos, desde planetas y estrellas hasta átomos, minerales y más.

El estudio caracteriza estos sistemas complejos del siguiente modo:

  • Están formados por muchos componentes diferentes, como átomos, moléculas o células, que pueden organizarse y reorganizarse repetidamente.
  • Están sujetos a procesos naturales que hacen que se formen innumerables arreglos diferentes.
  • Sólo una pequeña fracción de todas estas configuraciones sobrevive en un proceso llamado “selección por funcionalidad”.
  • Independientemente de si el sistema está vivo o no, cuando una nueva configuración produce resultados favorables y la función mejora, se produce la evolución.

“Un componente importante de esta ley de la naturaleza propuesta es la idea de selección por función – añade el astrobiólogo y coautor del estudio Michael L. Wong -. El universo genera nuevas combinaciones de átomos, moléculas, células, etc. Aquellas combinaciones que son estables y pueden engendrar aún más novedades seguirán evolucionando. Eso es lo que hace que la vida sea el ejemplo más sorprendente de evolución, pero la evolución está en todas partes”.

Lo interesante es que las conclusiones apuntan también a cómo se puede interactuar con el sistema a través de tres iniciativas: aumentando el número y/o la diversidad de agentes que interactúan, aumentando el número de configuraciones diferentes del sistema y/o mejorando la presión selectiva sobre el sistema (por ejemplo, en sistemas químicos mediante ciclos más frecuentes de calentamiento/enfriamiento o humectación/secado).

Todo esto podría tener un gran impacto no solo en el conocimiento del universo sino también en la evolución de otros sistemas, como por ejemplo, la inteligencia artificial.

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